1、2021届高考物理二轮复习常考题型大通关（新高考）（八）电场中力和能的性质1.如图所示，将一带电小球A通过绝缘细线悬挂于O点，细线不能伸长.现要使细线偏离竖直方向30角，可在O点正下方的B点放置带电荷量为的点电荷，且连线垂直于；也可在O点正下方C点放置带电荷量为的点电荷，且处于同一水平线上.则为( )A.1B.C.D.2.如图所示，在电场中有两点，则下列说法中正确的是( )A.M点的电势比N点的电势高B.M点的电场强度比N点的电场强度大C.正点电荷在M点的电势能比在N点的电势能大D.负点电荷从M点运动到N点，电场力不做功3.如图甲所示，在两点固定两个电荷量相等的点电荷，以连线的中点为坐标原点，
2、沿中垂线方向建立x轴，x轴上各点的电场强度大小E随坐标x的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是( )A.两点电荷可能是异种电荷B.x轴所在的平面为其等势面C.在x轴上某位置无初速度释放一点电荷，该电荷可能做往复运动D.在靠近原点O处由静止释放一点电荷，其电势能一定先增加4.如图所示为某静电场中x轴上各点电势的分布图，一个带电粒子仅在静电力作用下从坐标原点O沿x轴正方向运动，则( )A.粒子一定带正电B.粒子一定带负电C.粒子从运动到，加速度先增大后减小D.粒子从运动到，加速度先减小后增大5.如图所示，在水平方向的匀强电场中，一绝缘细绳的一端固定在O点，另一端系一带正电的小球，小球在重力、电场力
3、、绳子的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动，小球所受的电场力大小等于重力大小.比较这四点，小球( )A.在最高点a处的动能最小B.在最低点c处的机械能最小C.在水平直径右端b处的机械能最大D.在水平直径左端d处的机械能最大6.如图所示，质量为m、电荷量为q的小球在电场强度E的匀强电场中，以初速度沿直线做匀变速运动，直线与水平面的夹角为30，若小球在初始位置的电势能为零，重力加速度为g，则下列说法中正确的是( )A.电场方向一定竖直向上B.电场强度E的最小值为C.如果电场强度为，则小球相对初始位置的最大高度为D.如果电场强度为，小球电势能的最大值为7.真空中存在沿x轴方向的电场，x轴上各点的电势随
4、位置x变化的关系图像如图所示，在处静止释放一个负电荷，不计电荷重力，则下列说法正确的是( )A.处的电势为零，电场强度大小也为零B.处的电场强度小于处的电场强度C.电荷沿x轴负方向运动过程中，电势能先变大后变小D.电荷沿x轴负方向运动到的最远位置处的坐标为8.平面直角坐标系内有三点，位置如图所示，匀强电场平行于坐标平面.将电子从a点分别移到坐标原点O和b点的过程中，电场力做功均为2 eV，已知a点电势为2V ，以下说法正确的是( )A.b点电势为零B.电场强度大小为200 V/mC.电子在c点电势能为D.将电子从a点移到b点和从b点移到c点，电场力做功相同9.如图所示，真空中有一竖直向上的匀强
5、电场，其场强大小为E，电场中的两点固定着两个等量异种点电荷两点的连线水平，O为其连线的中点，是两点电荷连线的垂直平分线上的两点，两点在两点电荷的连线上，且与两点的连线恰好形成一个菱形，则下列说法正确的是( )A.两点的电场强度相同B.两点的电势相同C.将电子从a点移到c点的过程中，电场力对电子做正功D.质子在O点时的电势能大于其在b点时的电势能10.某条平直电场线上有四个点，相邻两点间距离均为d.以O点为坐标原点，沿电场强度方向建立x轴，该电场线上各点电场强度E随x的变化规律如图所示.一个带电荷量为的粒子，从O点由静止释放，仅考虑电场力作用.则( )A.若O点的电势为零，则A点的电势为B.粒子
6、从A到B做匀速直线运动C.粒子运动到B点时动能为D.粒子从O到A的电势能变化量大于从B到C的电势能变化量11.两个等量正点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有三点，如图甲所示。一个带电荷量为，质量为0.1 kg的小物块（可视为质点）从C点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线（图中标出了该切线）斜率最大的位置，则下列说法正确的是( )A.由C到A的过程中物块的电势能一直在增大B.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强C.由C点到A点电势逐渐降低D.两点间的电势差12.如图所示，位于竖直平面内的内壁光滑的绝缘管做成的圆环半径为R，管的内径远小于R.为该环的水平直径，及其以下
7、区域处于水平向左的匀强电场中.现将质量为m、电荷量为q的带正电小球从管中a点由静止释放，已知小球释放后，第一次和第二次经过最高点c时对管壁的压力的大小之比为1:2.则下列说法正确的是( )A.匀强电场的电场强度B.小球释放后，第n次经过最低点d时对管壁的压力C.小球释放后，第一次到达b点时对管壁的压力为零D.小球释放后，第n次到达最高点c点时对管壁的压力答案以及解析1.答案：B解析：对两种情况下的小球A进行受力分析，如图所示，依据矢量的合成法则，结合几何知识及平衡条件，则有，设小球A带电荷量为Q，细线长为L，根据库仑定律有，根据几何知识有，联立以上各式可得，故B正确.2.答案：B解析：沿着电场
8、线方向电势逐渐降低，则M点的电势比N点的电势低，故A错误；电场线密的地方电场强度大，电场线疏的地方电场强度小，所以M点的电场强度比N点的电场强度大，故B正确；根据电势能公式可知正点电荷在电势高处电势能大，则知正点电荷在M点的电势能比在N点的电势能小，故C错误；M点的电势比N点的电势低，根据电势能公式可知负点电荷在电势高处电势能小，则知负点电荷从M点运动到N点，电势能减小，电场力做正功，故D错误.3.答案：C解析：由图像可以看出，从原点O沿中垂线向两侧电场强度先增大后减小，可知两点电荷一定是同种电荷，A错误；根据同种点电荷的电场线分布可知，x轴所在的平面不是其等势面，B错误；若在x轴上某位置无初
9、速度释放一与场源电荷电性相反的点电荷，该点电荷可能做往复运动，C正确；在靠近原点O处由静止释放一点电荷，刚开始运动的一段时间内，电场力一定对其做正功，电势能一定先减少，D错误。4.答案：D解析：由题图可知，从到电势逐渐升高，说明电场方向水平向左，粒子运动情况未知，故无法判断带电粒子的电性，A、B错误；由图像的斜率大小等于电场强度的大小可知，从到，图像斜率的绝对值先减小后增大，故电场强度先减小后增大，则粒子所受的电场力先减小后增大，粒子的加速度先减小后增大，C错误，D正确.5.答案：C解析：小球受电场力和重力大小相等，两个力的合力如图所示，方向与水平方向成45斜向右下，则等效最高点为e，且与水平
10、方向夹45角，小球在e处的动能最小，A错误；小球在运动中，电势能与机械能相互转化，总能量守恒，故在水平直径左端d处的机械能最小、在水平直径右端b处的机械能最大，故C正确，B、D错误.6.答案：D解析：因为小球做匀变速直线运动，则小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场方向不可能竖直向上，A错误；小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，当电场方向与直线垂直时，电场强度E最小，则有，解得电场强度E的最小值为，B错误；如果电场强度为，小球所受的合力与速度方向在同一条直线上，结合平行四边形定则知，电场力的方向与水平方向夹角为30斜向上，如图所示，根据牛顿
11、第二定律知，小球的加速度为，小球斜向上做匀减速直线运动，匀减速直线运动的位移，则小球上升的最大高度，在整个过程中电场力做功，电势能增加，所以小球电势能的最大值为，C错误，D正确.7.答案：D解析：在图像中图像斜率表示电场强度，由图像可知x轴正半轴的电场强度大小为2 V/m，方向沿x轴正方向，x轴负半轴电场强度大小为3 V/m，方向沿x轴负方向，故处电场强度大小为2 V/m，处的电场强度大于处的电场强度，选项A、B错误；电荷沿x轴负方向运动过程中，电荷受到的电场力先做正功后做负功，因此电势能先减小后增大，选项C错误；电荷沿x轴负方向运动到最远处时，电荷的速度为零，根据能量守恒定律，电荷沿x轴负方
12、向运动到最远处的电势等于释放位置处的电势，处的电势与处的电势均为4 V，故电荷沿x轴负方向运动到的最远位置处的坐标为，选项D正确.8.答案：BC解析：由题意可知，因a点电势为2 V，则两点的电势均为4 V，选项A错误；电场强度大小为，选项B正确；连线与电场强度E方向平行，则，则c点的电势为8 V，电子在c点的电势能为，选项C正确；由于之间和之间的电势差不相等，则将电子从a点移到b点和从b点移到c点，电场力做功不相同，选项D错误。9.答案：AD解析：由等量异种点电荷产生电场的分布特点可知，两点的场强相同，当再叠加匀强电场时，两点的场强依然相同，故A正确；等量异种点电荷产生电场的特点是两点电荷连线
13、的中垂线上的电势相等，当再叠加匀强电场时，d点的电势高于c点的电势，故B错误；将电子从a点移到c点的过程中，匀强电场对电子做负功，等量异种点电荷产生的电场对电子做负功，所以电场力对电子做负功，故C错误；质子从O点移动到b点时，等量异种点电荷产生的电场对质子做正功，质子电势能减小，匀强电场对质子不做功，质子电势能不变，所以质子在O点时的电势能大于其在b点时的电势能，故D正确.10.答案：CD解析：根据电压与电场强度的关系，可知图象与x轴围成的面积表示电势差，取O点电势为零，则两点间的电势差为，又场强方向沿x轴，即从O到A电势降低，故，故A错误；由图可知，之间是匀强电场，粒子从A到B加速度不为零且
14、恒定，故粒子从A到B做匀加速直线运动，故B错误；由图可知，间的电势差为，根据动能定理得，得，故C正确；由图象与x轴围成的面积可知，根据，可知粒子从O到A电势能变化量大于从B到C电势能变化量，故D正确.11.答案：BC解析：从题图乙可知，由C到A的过程中，物块的速度一直在增大，电场力对物块做正功，物块的电势能一直在减小，故A错误；物块在B点的加速度最大，为，可得物块所受的最大电场力为，则场强最大值为，故B正确；因为两个等量正点电荷连线的中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，故由C点到A点电势逐渐降低，故C正确；从题图乙可知，两点的速度分别为，再根据动能定理得，解得，则，故D错误。12.答案：AD解析：分析可知，小球第一次、第二次在c点对管壁的压力分别作用在内侧和外侧.小球第一次经过c点时，由动能定理得，由牛顿第二定律有；小球第二次经过c点时，由动能定理有，由牛顿第二定律得，其中，联立解得，选项A正确:小球释放后，第n次经过最低点d时，由动能定理有，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律知小球第n次经过d点时对管壁的压力，选项B错误；小球释放后，第一次到达b点时由动能定理得，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律知小球第一次到达b点时对管壁的压力为，选项C错误；小球释放后，第n次到达最高点c点时由动能定理得，由牛顿第二定律得，解得，由牛顿第三定律知小球对管壁的压力，选项D正确.
